Tabela 1. W³aœciwoœci fizyczno-chemiczne gleby u ytej do doœwiadczenia 3URFHQWIUDNFML R UHGQLF\ZPP 6XEVW RUJ ± ± ZDJ F PRO ÂNJ MATERIA I METODY BADAÑ

Transkrypt

1 Ilona Ma³uszyñska, Marcin J. Ma³uszyñski BADANIE WP YWU ZASOLENIA GLEBY NA WZROST I ROZWÓJ WYBRANYCH GATUNKÓW ROŒLIN Streszczenie. Celem badañ by³o okreœlenie wp³ywu zasolenia gleby na wzrost i rozwój wybranych gatunków roœlin. Do badañ wytypowano dwa gatunki z rodziny traw: kupkówkê pospolit¹ (Dactylis glomerata L.), ycicê wielokwiatow¹ (Lolium multiflorum L.) oraz dwa z rodziny motylkowatych: koniczynê ³¹kow¹ (Trifolium pratense L.), wykê siewn¹ (Vicia sativa L.). Warunki rozwoju roœlin zosta³y zró nicowane poprzez wprowadzenie zasolenia na poziomie 0, 2, 6, 12 i 20 ms cm -1 w temp. 25 C. Dla wiêkszoœci kombinacji zaobserwowano obni enie przyrostu biomasy pod wp³ywem zasolenia gleby u wszystkich badanych roœlin. Badania wykaza³y, e zastosowane trawy s¹ bardziej tolerancyjne na zasolenie ni wybrane motylkowate. Wyniki badañ pozwoli³y na okreœlenie, i z roœlin nale ¹cych do rodziny traw nieznacznie bardziej tolerancyjna na zasolenie jest ycica wielokwiatowa. Spoœród motylkowatych wiêksz¹ tolerancj¹ wykaza³a siê wyka siewna, mniejsz¹ koniczyna ³¹kowa. WPROWADZENIE Zasolenie gleby to wed³ug Pre do i Zubkowej [2000] proces gromadzenia siê soli w profilu glebowym wywo³any naturalnymi czynnikami klimatycznymi lub w sposób sztuczny przez niew³aœciwe nawadnianie. Zasolenie gleby zmienia siê w szerokich zakresach: od gleb absolutnie s³odkich do solnisk z bardzo wysokim stê eniem lekko rozpuszczalnych soli. Gleba s³ona to, wed³ug Trzciñskiego [1989] taka, która do g³êbokoœci 100 cm ma warstwy zawieraj¹ce nadmiar soli bardziej rozpuszczalnych w zimnej wodzie ni gips. Mi¹ szoœæ tych warstw musi byæ nie mniejsza ni 15 cm, a zawartoœæ rozpuszczalnych soli > 0,2% (czyli o przewodnoœci w³aœciwej > 4 ms cm -1 w temp. 25 C). Z punktu widzenia wp³ywu s³onej gleby na roœliny o zasoleniu zdaniem Starck i wsp. [1995] mo emy mówiæ wtedy, gdy potencja³ wody w komórkach roœlinnych bêdzie wy szy od potencja³u wody w otoczeniu (czyli stê enie roztworu wody glebowej bêdzie wy sze od stê enia w komórkach roœlin). W tym przypadku woda z komórek roœlinnych bêdzie przemieszczaæ siê do otoczenia, co spowoduje obni enie ciœnienia turgorowego komórki. W silnie zasolonych glebach ma³y potencja³ wody jest skutkiem oddzia³ywania cz¹stek wody z jonami soli. Bardzo niski potencja³ roztworu glebowego powoduje, e woda staje siê niedostêpna dla roœlin (tzw. susza fizjologiczna). Celem badañ by³o okreœlenie wp³ywu zasolenia gleby na wzrost i rozwój wybranych gatunków roœlin. Ilona MA USZYÑSKA, Marcin J. MA USZYÑSKI Szko³a G³ówna Gospodarstwa Wiejskiego, Katedra In ynierii Wodnej i Rekultywacji Œrodowiska, Warszawa. 32

2 Tabela 1. W³aœciwoœci fizyczno-chemiczne gleby u ytej do doœwiadczenia 3URFHQWIUDNFML R UHGQLF\ZPP 6XEVW RUJ ± ± ZDJ F PRO ÂNJ MATERIA I METODY BADAÑ +K 6 7 S+ S+ (& Z + 2 PROÂGP.&O P6ÂFP Z WHPSž& * VWR ü ID]\VWDáHM JÂFP Badanie wp³ywu zasolenia gleby na wzrost i rozwój wybranych gatunków roœlin z rodziny traw (kupkówka pospolita, ycica wielokwiatowa) i motylkowatych (koniczyna ³¹kowa, wyka siewna) wykonano w oparciu o doœwiadczenie wazonowe przeprowadzone w szklarni Katedry In ynierii Wodnej i Rekultywacji Œrodowiska SGGW. Przed rozpoczêciem doœwiadczenia glebê poddano badaniom maj¹cym na celu okreœlenie jej w³aœciwoœci fizykochemicznych (tab. 1), stosuj¹c metody opisane w katalogu Ostrowskiej i wsp. [1991]. Przeprowadzono równie badania sk³adu granulometrycznego gleby u ytej do doœwiadczenia w oparciu o normê BN-78/ , których wyniki pozwoli³y zakwalifikowaæ glebê do gatunku piasek gliniasty mocny. W oparciu o klasyfikacjê gleb Richardsa [1954] w zale noœci od przewodnoœci w³aœciwej wyra onej w ms cm -1 w temp. 25 C wybrano 4 kombinacje o wartoœciach przewodnoœci charakterystycznych dla odpowiedniego stopnia zasolenia gleb oraz kombinacjê kontroln¹ z gleb¹ niezanieczyszczon¹. Jako wartoœci przewodnoœci dla poszczególnych kombinacji przyjêto wartoœci œrodkowe z przedzia³ów odpowiadaj¹cych poszczególnym typom gleb. Przyjêto: ms cm -1 w temp. 25 C Kombinacjê 0 tzw. kontroln¹ nie zanieczyszczona Kombinacja 1 niezasolone 2 Kombinacja 2 umiarkowanie zasolone 6 Kombinacja 3 silnie zasolone 12 Kombinacja 4 bardzo silnie zasolone 20 W ten sposób otrzymano 4 poziomy zasolenia gleby wyra one w ms cm -1 w 25 C przy pe³nym nasyceniu gleby wod¹. Doœwiadczenie wykonano w 5 powtórzeniach dla ka dej kombinacji. Dla wybranych gatunków roœlin badano wp³yw zasolenia na stopieñ zahamowania przyrostu masy czêœci nadziemnych. Pomiary wysokoœci czêœci nadziemnych wykonywano w czasie trwania doœwiadczenia w odstêpach 7-dniowych. Wykonano równie badanie wp³ywu zasolenia na masê korzeni oraz masê czêœci nadziemnych roœlin rosn¹cych na glebie kontrolnej i na glebach zasolonych. 33

3 WYNIKI BADAÑ I DYSKUSJA Stopieñ zahamowania przyrostu czêœci nadziemnych roœlin Dla kupkówki pospolitej (Dactylis glomerata L.) zaobserwowano zmniejszanie siê wzrostu roœlin wraz ze zwiêkszaniem siê zasolenia (rys. 1). W kombinacjach z najwy - szym zasoleniem, czyli 3 i 4 zaobserwowano równie opóÿnienia wschodów, tygodniowe w przypadku kombinacji 3 oraz dwutygodniowe w przypadku kombinacji 4. Podobne wyniki uzyskali Grynia i wsp. [2001]. Podobnie jak u kupkówki pospolitej równie w przypadku ycicy wielokwiatowej (Lolium multiflorum L.) zaobserwowano zmniejszanie siê wzrostu roœlin wraz ze wzrostem zasolenia (rys. 2). Ponadto miêdzy 31 a 38 dniem pomiarów zaobserwowano, e œrednia wysokoœæ czêœci nadziemnych ycicy w kombinacji 1 by³a wiêksza ni Rys. 1. Œrednia wysokoœæ czêœci nadziemnych kupkówki pospolitej (Dactylis glomerata L.) w zale noœci od stopnia zasolenia gleby i terminu pomiaru Rys. 2. Œrednia wysokoœæ czêœci nadziemnych ycicy wielokwiatowej (Lolium multiflorum L.) w zale noœci od stopnia zasolenia gleby i terminu pomiaru 34

4 w kombinacji 0. Mog³o to byæ spowodowane tym, i niewielkie zasolenie mo e wp³ywaæ stymuluj¹co na wzrost i rozwój ycicy. W kombinacji 4 z zastosowanym najwy szym zasoleniem wschody roœlin nast¹pi³y z tygodniowym opóÿnieniem. Uzyskane wyniki badañ potwierdzaj¹ wczeœniejsze badania wykonywane przez Zawadzk¹ [1976], wskazuj¹ce na odpornoœæ tego gatunku na zasolenie. Porównuj¹c tolerancjê na zasolenie badanych gatunków traw mo na stwierdziæ, e odmiana Mitos, ycicy wielokwiatowej jest bardziej tolerancyjna na zasolenie w porównaniu z zastosowan¹ w doœwiadczeniu odmian¹ Bela, kupkówki pospolitej. Wskazuj¹ na to wiêksze wartoœci œrednich wysokoœci czêœci nadziemnych ycicy dla kolejnych terminów pomiaru dla poszczególnych kombinacji w porównaniu do uzyskanych wartoœci œrednich wysokoœci kupkówki dla badanych kombinacji. Badania z wykorzystaniem roœlin z rodziny motylkowatych podobnie jak u traw wskazuj¹ na spadek wysokoœci czêœci nadziemnych wraz ze wzrostem stopnia zasolenia gleby. Na podstawie wyników badañ wzrostu koniczyny ³¹kowej (Trifolium pratense L.) obserwujemy, e zwiêkszaj¹cy siê stopieñ zasolenia, ogranicza wysokoœæ czêœci nadziemnych koniczyny (rys. 3). Znaczny spadek œrednich wysokoœci czêœci nadziemnych wyst¹pi³ w kombinacji 2, a w kombinacji 3 i 4 roœliny w ogóle nie wyros³y. Wyniki doœwiadczenia potwierdzaj¹ doniesienia Starck i wsp. [1995] wskazuj¹ce na wyraÿny spadek wysokoœci czêœci nadziemnych przy zasoleniu na poziomie 6 ms cm -1. Natomiast badania Ring [1977] wykaza³y, e ju przy zasoleniu 4 ms cm -1 roœlinny obumar³y. Taka rozbie noœæ wyników mo e byæ efektem ró nej odpornoœci na zasolenie wystêpuj¹cej w obrêbie danego gatunku na co wskazuj¹ Starck i wsp. [1995]. Bardzo prawdopodobne jest, e zastosowana w naszym doœwiadczeniu odmiana Jubilatka jest bardziej tolerancyjna na zasolenie w porównaniu z roœlinami badanymi przez Ring [1977]. Porównuj¹c pomiar œredniej wysokoœci wyki siewnej (Vicia sativa L.) obserwujemy wiêkszy przyrost tej roœliny dla kombinacji 1 ni dla kombinacji 0 (rys. 4), co Rys. 3. Œrednia wysokoœæ czêœci nadziemnych koniczyny ³¹kowej (Trifolium pratense L.) w zale noœci od stopnia zasolenia gleby i terminu pomiaru 35

5 Rys. 4. Œrednia wysokoœæ czêœci nadziemnych wyki siewnej (Vicia sativa L.) w zale noœci od stopnia zasolenia gleby i terminu pomiaru wskazuje prawdopodobnie, i niewielkie zasolenie na poziomie 2 ms cm -1 dzia³a stymuluj¹co na wzrost wyki. Œrednia wysokoœæ roœlin uprawianych w kombinacji 2 by³a nieco ni sza ni dla kombinacji 0. WyraŸny wp³yw zasolenia na ograniczenie wzrostu i rozwoju wyki zaobserwowano w kombinacji 3. W kombinacji 4 roœliny nie wzesz³y. Nale y zauwa yæ, e w przypadku wyki ostatnim dniem pomiarowym by³ dzieñ 52, w odró nieniu od pozosta³ych roœlin, dla których pomiary zakoñczono w 73 dniu doœwiadczenia. Wi¹ e siê to z tym, i wyka zakoñczy³a wówczas wegetacjê i usch³a. Mog³o to byæ zwi¹zane ze ograniczeniem dostêpnoœci wody dla roœlin pod wp³ywem zasolenia. Porównanie stopnia zahamowania przyrostu roœlin dla koniczyny ³¹kowej i wyki siewnej wskazuje na wiêksz¹ tolerancjê wyki na zasolenie. Wp³yw zasolenia na masê czêœci nadziemnych i podziemnych roœlin Po zakoñczeniu doœwiadczenia pobrano czêœci nadziemne i podziemne badanych roœlin, które wysuszono, a nastêpnie zwa ono. Na podstawie tego badania okreœlono, e wraz ze wzrostem zasolenia w wiêkszoœci przypadków mala³a masa czêœci nadziemnych i podziemnych. Dla kupkówki zaobserwowano i masa czêœci nadziemnych maleje wraz ze wzrostem zasolenia gleby (rys. 5), natomiast masa czêœci podziemnych jest najwiêksza dla kombinacji 1. W kolejnych kombinacjach obserwuje siê stopniowe zmniejszanie siê masy czêœci podziemnych. Najwiêkszy spadek masy zarówno czêœci nadziemnych jak i podziemnych nast¹pi³ przy zasoleniu 20 ms cm -1, co mo e œwiadczyæ e dla badanej odmiany wartoœæ graniczna zasolenia, przy której nastêpuje spadek tolerancji roœliny na zasolenie mieœci siê w przedziale ms cm -1. W przypadku ycicy wielokwiatowej (rys. 6) zarówno masa czêœci nadziemnych jak i podziemnych maleje wraz ze wzrostem zasolenia gleby. W przypadku kombinacji 36

6 Rys. 5. Sucha masa czêœci nadziemnych i podziemnych kupkówki pospolitej (Dactylis glomerata L.) w zale noœci od stopnia zasolenia gleby Rys. 6. Sucha masa czêœci nadziemnych i podziemnych ycicy wielokwiatowej (Lolium multiflorum L.) w zale noœci od stopnia zasolenia gleby 4 mo na zauwa yæ znaczne ograniczenie masy czêœci nadziemnych i podziemnych. Porównuj¹c wyniki dla ycicy z wynikami dla kupkówki mo na spodziewaæ siê e wartoœæ graniczna zasolenia, przy której nastêpuje spadek tolerancji roœliny na zasolenie mieœci siê w tym samym przedziale wartoœci. Masa czêœci nadziemnych koniczyny ³¹kowej zastosowanej w doœwiadczeniu maleje wraz ze wzrostem zasolenia (rys. 7). WyraŸny spadek masy wyst¹pi³ w kombinacji 2 i dotyczy³ on zarówno czêœci nadziemnych jak i podziemnych. Na glebach w kombinacjach 3 oraz 4 roœliny nie wyros³y. Mo e to wskazywaæ, e spadek tolerancji koniczyny na zasolenie nastêpuje pomiêdzy 2 a 6 ms cm -1. Brak wschodów roœlin w kombinacji 3 i 4 mo e sugerowaæ e zastosowane w tych kombinacjach stê enie soli stanowi dla koniczyny barierê nie mo liw¹ do pokonania. W przypadku wyki siewnej masa czêœci nadziemnych i podziemnych w kombinacji 1 jest wiêksza od mas w kombinacji 0 (rys. 8), co mo e sugerowaæ pozytywny 37

7 Rys. 7. Sucha masa czêœci nadziemnych i podziemnych koniczyny ³¹kowej (Trifolium pratense L.) w zale noœci od stopnia zasolenia gleby Rys. 8. Sucha masa czêœci nadziemnych i podziemnych wyki siewnej (Vicia sativa L.) w zale noœci od stopnia zasolenia gleby wp³yw niewielkiego zasolenia na rozwój tej roœliny. W pozosta³ych kombinacjach sucha masa czêœci nadziemnych i podziemnych maleje wraz ze wzrostem zasolenia, przy czym masê czêœci nadziemnych oraz podziemnych wyki wyraÿnie ogranicza zasolenie 12 ms cm -1 wystêpuj¹ce w kombinacji 3. W ostatniej kombinacji wzrost nie nast¹pi³. Porównuj¹c reakcjê roœlin z rodziny motylkowatych nale y stwierdziæ e choæ du e stê enie soli ogranicza wschody obu badanych roœlin, to lepiej zasolenie znosi³a wyka siewna. 38

8 PODSUMOWANIE Badania potwierdzi³y, e u yte w doœwiadczeniu gatunki roœlin ró ni³y siê reakcj¹ na zasolenie. Wzrost zasolenia gleby powodowa³ zahamowanie przyrostu masy czêœci nadziemnych i podziemnych badanych roœlin, chocia w ró nym stopniu. Wzrastaj¹ce stê enie soli w glebie w wiêkszoœci kombinacji wp³ywa³o ograniczaj¹co na œredni¹ wysokoœæ czêœci nadziemnych i podziemnych roœlin. Wyniki badañ pozwoli³y na okreœlenie, i z roœlin nale ¹cych do rodziny traw nieznacznie bardziej tolerancyjna na zasolenie jest ycica wielokwiatowa. Natomiast z rodziny motylkowatych lepiej zasolenie znosi³a wyka siewna. Porównanie wyników badañ dla traw i roœlin motylkowatych pozwala na stwierdzenie, e zastosowane trawy s¹ bardziej tolerancyjne na zasolenie ni wybrane motylkowate. PIŒMIENNICTWO 1. BN-78/ : Gleby i utwory mineralne. Podzia³ na frakcje i grupy granulometryczne. 2. Grynia M., Grzelak M., Kryszak A Odpornoœæ niektórych gatunków traw i roœlin motylkowatych na warunki stresowe zasolenia gleb w pobli u szlaków komunikacyjnych. Zesz. Problem. Post. Nauk Roln. z. 474: Ostrowska A., Gawliñski S., Szczubia³ka Z Metody analiz i oceny w³aœciwoœci gleb i roœlin katalog. Wyd. IOŒ, Warszawa. 4. Pre do W., Zubkowa W S³ownik chemii œrodowiskowej. Wyd. Akademii Œwiêtokrzyskiej, Kielce. 5. Richards L.A Diagnosis and improvement of saline and alkali soils. USDA 4 bk, Ring A. 1977: Emisja soli z kopalni K³odawa na przyleg³e tereny rolnicze. SGGW, Warszawa. Praca magisterska. 7. Starck Z., Cho³uj D., Niemyska B Fizjologiczne reakcje roœlin na niekorzystne czynniki œrodowiska. SGGW, Warszawa. 8. Trzciñski W. (red.) Systematyka Gleb Polski wydanie IV. Roczniki Gleboznawcze PTG. Tom 40. Nr 3/4. PWN, Warszawa. 9. Zawadzka M Ocena tolerancji wybranych gatunków traw i roœlin motylkowatych na zasolenie œrodowiska. Acta Agrobotanica. T. 29. z. 1: STUDY OF SOIL SALINITY ON GROWTH AND ADVANCEMENTOF SELECTED PLANTS SPECIES Summary The aim of this research was to determine the effect of soil salinity on growth and advancement of selected plant species. Two species of Poaceae and two species of Fabaceae were chosen to conduct the research. The conditions of plants growth were diversified through introduction of salinity at levels 0, 2, 6, 12 i 20 ms cm -1. For the majority of combinations of researched plants the reduction of biomass accumulation caused by the soil salinity was observed. The results showed that the Poaceae were more tolerant to soil salinity than Fabaceae. The research results show that Lolium multiflorum L., were more tolerant to soil salinity than Dactylis glomerata L.. Out of Fabaceae Vicia sativa L. showed greater tolerance than Trifolium pretense L.. 39